一.用途
在井下石門(mén)揭煤和采掘工作面打鉆,測(cè)定煤鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)△h2、k1值,以確定工作面煤 與瓦斯突出危險(xiǎn)性。
二.儀器主要技術(shù)性能
1.煤樣粒度：1～3mm ; 2.煤樣重量：10g ; 3.測(cè)定指標(biāo):△h2、k1；4.水柱計(jì)測(cè)定最大壓差:200mm 水柱 ; 5.儀器系統(tǒng)誤差:≤±1.46%;6.儀器精密度 : ± 1mm.
三.測(cè)定方法和步驟
儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其構(gòu)造如圖所示。主體為一整塊有機(jī)玻璃板加工而成，由水柱計(jì) 1、噴咀 2、 進(jìn)氣咀 3、旋塞 4，5 和噴咀底座 6 組成。儀器外形尺寸為 250×120×34mm，重量約為 0.8kg
1.測(cè)定前的必要準(zhǔn)備
①給水柱計(jì)注水,并將兩側(cè)液面調(diào)整至刻度線 ;
②檢查儀器的密封性能.一旦密封失敗,需要換新的“0 ”型密封圈 ;
③準(zhǔn)備好配套裝備,如秒表.分樣篩等。
2.煤鉆屑采樣
在石門(mén)揭煤工作面打鉆時(shí),每打 1m 煤孔應(yīng)采煤鉆屑樣 1 個(gè).
在鉆孔進(jìn)入到預(yù)定采樣深度時(shí),啟動(dòng)秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)鉆屑排出孔時(shí),用篩子在孔口收入集煤 鉆屑.經(jīng)篩分后,取粒度 3mm 篩上品,1mm 篩下品煤樣裝入煤樣瓶中.煤樣應(yīng)裝至煤樣瓶標(biāo)志線位置 相當(dāng)于煤樣 10g。采掘工作面打鉆時(shí),每 2 米鉆孔采煤鉆屑樣 1 個(gè).采樣方法和要求與石門(mén)揭煤工 作面相同。
3.測(cè)定操作步驟
①首先打開(kāi)兩通旋塞,然后將已采煤樣的煤樣瓶迅速放入解吸室 2 中,擰緊解吸室上蓋,打開(kāi) 三通旋塞 4,使解吸室與水柱計(jì) 1 和大氣均連通,煤樣處于暴露狀態(tài) ;
②當(dāng)煤樣暴露時(shí)間為 3min 時(shí),迅速逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)三通旋塞捏手,使解吸室與大氣隔絕,僅 與水柱計(jì)連通,開(kāi)始進(jìn)行解吸測(cè)定,并重新開(kāi)始計(jì)時(shí) ;
③每隔 1min 記錄下解吸儀水柱計(jì)壓差,連續(xù)測(cè)定 10min。
四.鉆屑解吸指標(biāo)確定
1.鉆屑解吸指標(biāo)△h2 鉆屑解吸指標(biāo)為測(cè)定開(kāi)始后第 2min 末解吸儀水柱計(jì)壓差讀數(shù).該指 標(biāo)無(wú)需計(jì)算,直接從解吸儀水柱上讀取 ;
2.解吸指標(biāo)k1值 解吸指標(biāo)值為煤樣自煤樣體脫落暴露后,第 1min 內(nèi)每克煤樣的累積瓦斯
解吸量.按下式計(jì)算：
1 ..............
式中;Q-煤樣解吸測(cè)定開(kāi)始后,tmin 時(shí)解吸儀實(shí)測(cè)每克煤樣的累積瓦斯解吸量,ml/g ;
對(duì) MD-2 型解吸儀 Q 由下式計(jì)算 ;
Q=0.0821△h/10
(2)
0.0821----解吸儀結(jié)構(gòu)常數(shù)，ml/mm 水柱； 10 -----煤樣重量，g ;
t -----解吸測(cè)定時(shí)間，min ;
W1-----解吸測(cè)定開(kāi)始前，煤樣在暴露時(shí)間內(nèi)損失瓦斯量，mi/g ; 3 -----煤樣暴露時(shí)間，min.
測(cè)定后首先按公式(2)將水柱計(jì)讀數(shù)換算為解吸量 Q，然后根據(jù) 10min 解吸測(cè)定的 10 組數(shù)據(jù)， 用作圖法或最小二乘法求出 K1 和 W1。
五．指標(biāo)臨界值確定
鉆屑解吸指標(biāo)△h2、k1 的突出危險(xiǎn)性臨界值應(yīng)根據(jù)各礦煤層的實(shí)測(cè)資料確定。無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)， 可參考下表所列數(shù)據(jù)。
突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)鉆屑解吸指標(biāo)臨界值
工 作 面
△ h2 (mm
K1 值(ml/min?)
突出危險(xiǎn)性
f≥
f<0.35
類(lèi) 別
水柱)
0.35
石 門(mén) 揭
煤 工 作
面
≥20
≥0.8
≥0.6
突出危險(xiǎn)工作面
<20
<0.8
<0.6
突出危脅工作面
采 掘
≥20
≥0.7
≥0.5
突出危險(xiǎn)工作面
工 面
<20
<0.7
<0.5
突出危脅工作面
六．測(cè)定注意事項(xiàng)
1．該儀器配備有 8 只煤樣瓶，煤樣瓶上刻線位置所標(biāo)志的煤重量為 10g。為精確計(jì)算△h 值，可在每一個(gè)煤樣解吸測(cè)定后，
用膠塞或紙團(tuán)將煤樣口塞緊，帶到地面稱量煤樣重量(煤樣處于自然干燥狀態(tài)，然后按下式對(duì)測(cè) 定值進(jìn)行修正。
10
△h=—— △h′ G
式中:△h′——井下解吸儀實(shí)測(cè)水柱計(jì)壓差讀數(shù)，mm 水柱；
△h——修正后解吸儀水柱計(jì)壓差讀數(shù),mm 水柱 ; G ——稱量煤樣重量,g.
2.煤樣暴露時(shí)間為煤鉆屑自煤體脫落時(shí)起,到開(kāi)始進(jìn)行解吸測(cè)定的時(shí)間?？捎上率接?jì)算 : t0=t1+t2
式中:t0——煤樣暴露時(shí)間,min ;
t1——煤鉆屑自煤體脫落起到排至鉆孔孔口所需的時(shí)間，min。 可由下式預(yù)計(jì) t=0.1L
L——取樣時(shí)鉆孔深度，m ;
t2——從孔口取煤鉆屑到開(kāi)始進(jìn)行解吸測(cè)定的時(shí)間，min。
